弹流滚子偏载工况下次表面应力研究.pdf

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1、2014年9月润滑与密封Sep．2014第39卷第9期LUBRICATIONENGINEERINGV01．39No．9DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2014．09．004弹流滚子偏载工况下次表面应力研究董桂华景敏卿陈增凡刘恒(西安交通大学机械电子及信息系统研究所陕西西安710049)摘要：随着滚动轴承向着高速化和重载化的方向发展，在轴承设计需要考虑“偏载效应”和轴承润滑的影响。以圆弧修型滚子为研究对象，建立偏载工况下的有限长线接触等温弹流润滑模型，研究滚子倾斜角度和卷吸速度对滚子次表面应力的影响。计算结果表明，当

2、滚子发生倾斜后，滚子轴向的压力分布不均，受载端的油膜压力和yonMises应力明显增大，并随着倾斜角变大而增大；当滚子载荷不变，卷吸速度增大时，油膜出口区的二次压力峰逐渐增加，导致次表面最大vonMises应力增大，最大yonMises应力的位置向滚子表层移动。研究结果表明，滚子倾斜及卷吸速度对滚子的次表面应力有较大的影响。关键词：弹流润滑；次表面应力；偏载工况中图分类号：TH117．2文献标识码：A文章编号：0254—0150(2014)9—014—5StudyonSubsurfaceStressofTiltingRollerConsid

3、eringEHLEffectDongGuihuaJingMinqingChenZengfanLiuHeng(InstituteofMechatronicsandInformationSystems，Xi’anJiaotongUniversity，Xi’anShaanxi710049，China)Abstract：Alongwiththerollerbearingdevelopedtowardshighspeedandheavyload，the“tiltingloadeffect”andbearinglubricationareinneedo

4、fconsiderationindesignofthebearing．Thefinitelinecontactisothermalelastohydrody—namiclubrication(EHL)numericalmodelofaxiallyprofiledtiltedcylindricalrollerundertiltingloadconditionwasestab—lished．TheeffectsoftiltingangleandentrainmentvelocityonsubsurfacevonMisesstresswerest

5、udied．Thecalculationresultsshowthat，thepressuredistributionintherolleraxialdirectionisunevenwithtiltingangleappeared．Withthein—creaseoftiltingangle，thepressureandsubsurfaceyonMisesstressareincreasedattheloadend．Atconstantloadingofroller，thesecondpressurespikeinexitrestrict

6、ionisincreasedsignificantlyalongwiththeincreasingoftheentrainmentvelocity，whichcausestheincreaseofmaximumsubsurfacevonMisesstress，andthelocationofthemaximumsubsurfacevonMisesstressismovedtosurfacelayer．Thestudyresultsshowthatthetiltingangleofrollerandentrainmentvelocityhav

7、eaquitelargeinfluenceonsubsurfacestressoftheroller．Keywords：elastohydrodynamiclubrication；subsurfacestress；tilting圆柱滚子轴承在实际工作中，由于轴承中心不对Johns和Gohar⋯研究了正常工况下和倾斜工况下接触中、套圈倾斜等原因，滚子会处于偏载工况下，从而压力的分布；Kanne和Hartnett通过切片法研究了出现“偏载效应”，使得滚动体的重载端的接触应力凸度滚子表面的接触压力分布，并通过实验验证了结远高于轻载端。同时，大部分

8、轴承都工作于润滑环境果。毛月新等基于弹性接触理论，分析了偏载工况中，而润滑油膜的压力分布明显不同于赫兹接触，随下滚子凸度量对接触应力的影响。以上研究没有考虑着滚动轴承向着高速化和